JP2004314044A

JP2004314044A - 海水分解システム及び海水分解方法並びに油分分離システム及び油分分離方法

Info

Publication number: JP2004314044A
Application number: JP2003373926A
Authority: JP
Inventors: Tadashi Miyamoto; 忠宮本
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2003-04-02
Filing date: 2003-11-04
Publication date: 2004-11-11

Abstract

【課題】海水を分解するためのシステムを提供することである。
【解決手段】高所から低所に移行するように段階的に且つ互いに連通するように配置され、内部に海水が収容された複数の海水槽（Ｔ₁ 〜Ｔ₃ ）と、海水槽の各々の内部に配置された一対の電極板（２０）と、海水槽の各々の略中央を通って配置され、絶縁処理が施された蒸気管（２４）とを備え、電極板に通電することによって海水槽内の海水を電気分解し、これにより、比重の重い高塩分濃度のマイナスイオンを含む部分と比重の軽い低塩分濃度のプラスイオンを含む部分とに海水を分離し、かつ、蒸気管に高温の蒸気を通して蒸気管の周囲の海水を加熱することにより、海水の分離を一層促進させることを特徴とする。
【選択図】図３

Description

本発明は、海水分解システム及び海水分解方法、並びに、油分分離システム及び油分分離方法に関する。

海水は、塩分を含んでいるため、飲料水、食品加工等の工業用水、農業用水、医療用水等に用いることはできず、そのような用途に用いるために、海水の塩分を除去して淡水にしなければならない。海水を淡水化する方法としては、逆浸透膜を利用した濾過方式、その他の高密度フィルタを利用した濾過方式などが知られている。また、従来、水と油分とを分離するシステムとして、沈殿装置や濾過装置を用いた方式が知られている。

しかしながら、逆浸透膜を利用した方式では、高水圧を加えなければ必要水量を得ることができない、装置のコストが高い、作動に要する電気代が高い、膜の目詰まりが激しい、等の課題がある。また、高密度フィルタを利用した方式では、濾過に時間がかかりすぎる、処理コストが高い、手間がかかる、フィルタの目詰まりが激しい、等の課題がある。さらに、従来の水と油分とを分離するシステムは、大規模なものであるため、コスト高になるという課題がある。

したがって、本発明は、従来技術における上述の課題を克服した海水分解システム及び海水分解方法、並びに、油分分離システム及び油分分離方法を提供することを目的としている。

本願請求項１に記載の海水分解システムは、高所から低所に移行するように段階的に且つ互いに連通するように配置され、内部に海水が収容された複数の海水槽と、前記海水槽の各々の内部に配置された一対の電極板と、前記海水槽の各々の略中央を通って配置され、絶縁処理が施された蒸気管とを備え、前記電極板に通電することによって前記海水槽内の海水を電気分解し、これにより、比重の重い高塩分濃度のマイナスイオンを含む部分と比重の軽い低塩分濃度のプラスイオンを含む部分とに海水を分離し、かつ、前記蒸気管に高温の蒸気を通して前記蒸気管の周囲の海水を加熱することにより、海水の分離を一層促進させることを特徴とするものである。

本願請求項２に記載の海水分解システムは、前記請求項１のシステムにおいて、前記海水槽の各々が、上位の海水槽の実質的に上澄み水のみを下位の海水槽に移送させる堰と、上部分と下部分とを分離する隔壁とを有することを特徴とするものである。

本願請求項３に記載の油分分離システムは、高所から低所に移行するように段階的に且つ互いに連通するように配置され、内部に油分を含んだ水が収容された複数の槽と、前記槽の各々の内部に配置された一対の電極板と、前記槽の各々の略中央を通って配置され、絶縁処理が施された蒸気管とを備え、前記電極板に通電することによって前記槽内の水を電気分解し、これにより、相対的に比重の軽い油分を相対的に比重の重い水から分離し、かつ、前記蒸気管に高温の蒸気を通して前記蒸気管の周囲の水を加熱することにより、油分の分離を一層促進させることを特徴とするシステム。

本願請求項４に記載の油分分離システムは、前記請求項３のシステムにおいて、前記槽の各々が、上位の槽の油分を多く含んだ水のみを下位の槽に移送させる堰と、上部分と下部分とを分離する隔壁とを有することを特徴とするものである。

本願請求項５に記載の海水分解システムは、前記請求項１から４までのいずれか１項のシステムにおいて、前記蒸気管が、所定の粒径以下の炭化物粒子を水に混入し攪拌して得られるナノカーボン水溶液に、加熱した金属材料を浸漬し、或いは、加熱した金属材料にナノカーボン水溶液を吹付け又は塗布する処理を所定回数繰り返すことによって提供される金属材料で形成されていることを特徴とするものである。

本願請求項６に記載の海水分解方法は、海水を電気分解して、比重の重い高塩分濃度のマイナスイオンを含む部分と比重の軽い低塩分濃度のプラスイオンを含む部分とに海水を分離し、かつ、海水の一部を加熱することにより、海水の分離を一層促進させることを特徴とするものである。

本願請求項７に記載の油分分離方法は、油分を含んだ水を電気分解して、相対的に比重の軽い油分を相対的に比重の重い水から分離し、かつ、水の一部を加熱することにより、油分の分離を一層促進させることを特徴とするものである。

本発明のシステム及び方法により、比較的簡単な設備により海水を淡水化できるので、設備に要するコストを低減することが可能になる。また、本発明のシステム及び方法では、海水の分離を大量かつ連続的に行うことができる。また、本発明のシステム及び方法では、塩を低コストで製造することができる。また、本発明のシステム及び方法により、大量の淡水を低コストで製造することができる。さらに、本発明のシステム及び方法を、水と油分とを分離する油分分離システムとしても用いることができ、例えば、チーズ等の乳製品の製造にも活用することが可能である。

次に図面を参照して、本発明の好ましい実施の形態に係る海水分解システムについて詳細に説明する。図１及び図３において全体として参照符号１０で示される本発明の好ましい実施の形態に係る海水分解システムは、複数の海水槽Ｔ₁ 、Ｔ₂ 、Ｔ₃ を備えている。各海水槽Ｔ₁ 〜Ｔ₃ は、図２に示されるように、対向した側壁１２及び底壁１４をもつ略コ字形の断面形状を有しており、頂部は開放している。

各海水槽Ｔ₁ 〜Ｔ₃ は、図３に示されるように、海水槽全体が高所から低所に移行するように、段階的に配置されている。すなわち、海水槽Ｔ₂ は、海水槽Ｔ₁ よりもｈだけ低い個所に配置されており、海水槽Ｔ₃ は、海水槽Ｔ₂ よりもｈだけ低い個所に配置されている。

また、海水槽Ｔ₁ 〜Ｔ₃ は、図３に示されるように、隣接する海水槽と互いに連通するように配置されているが、各海水槽間に、上位の海水槽の実質的に上澄み水のみを下位の海水槽に移送させる堰１６を設けるのが好ましい。さらに、海水槽Ｔ₁ 〜Ｔ₃ に、図３に示されるように、最高所にある海水槽Ｔ₁ を除いて、上部分と下部分とを分離する隔壁１８を設けるのが好ましい。

海水分解システム１０は又、各水槽Ｔ₁ 〜Ｔ₃ の対向した側壁１２に隣接して一対の金属製の電極板２０を備えており、電極板２０には、電源２２が接続されている。なお、電源２２としては、後述するように、電気分解を生じさせ易くするために、１２Ｖ以上の電圧のものを使用するのが好ましい。

海水分解システム１０はさらに、各海水槽Ｔ₁ 〜Ｔ₃ の略中央を通って配置された蒸気管２４を備えている。蒸気管２４は、ボイラ２６に接続されており、ポンプ２８によって蒸気管内に５００°Ｃ以上の高温蒸気が供給されるようになっている。また、蒸気管２４には、絶縁処理が施されている。

蒸気管２４は、非常な高温に曝されるので、本発明者の出願に係る特願２００２−３０１２０８号に記載されている方法に従って特殊な加工を施した金属で形成するのが好ましい。すなわち、蒸気管２４は、所定の粒径以下の炭化物粒子を水に混入し攪拌して得られるナノカーボン水溶液に、加熱した金属材料を浸漬し、或いは、加熱した金属材料にナノカーボン水溶液を吹付け又は塗布する処理を所定回数繰り返すことによって提供される金属材料で形成するのが好ましい。

以上のように構成された本発明の海水分解システム１０の使用について説明する。まず、最高所の海水槽Ｔ₁ に海水を供給し、電極板２０に通電するとともに、蒸気管２４に蒸気を供給する。すると、海水槽Ｔ₁ 内の海水が電気分解され、比重の重い高塩分濃度のマイナス（−）イオンを含む部分と比重の軽い低塩分濃度のプラス（＋）イオンを含む部分に分離される。一方、蒸気管２４の周囲の海水は、蒸気管２４内の高温蒸気により加熱されるため、比重の重い高塩分濃度のマイナス（−）イオンを含む部分と比重の軽い低塩分濃度のプラス（＋）イオンを含む部分との分離が一層促進される。このようにして、海水槽Ｔ₁ 内の下部分に比重の重い高塩分濃度のマイナス（−）イオンを含む部分が集まり、上部分に比重の軽い低塩分濃度のプラス（＋）イオンを含む部分が集まることとなる。下位の海水槽Ｔ₂ 及びＴ₃ において同様に操作を行うことにより、低塩分濃度の部分は、一層塩分濃度が低くなり、高塩分濃度の部分は、一層塩分濃度が高くなる。以上により、海水を、実質的に塩分を含まない部分（淡水）と高塩分濃度の部分とに分解することができる。

本発明は、以上の発明の実施の形態に限定されることなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲内で、種々の変更が可能であり、それらも本発明の範囲内に包含されるものであることはいうまでもない。

例えば、前記実施の形態において、３つの海水槽Ｔ₁ 、Ｔ₂ 、Ｔ₃ が設けられているが、海水槽の設置数をこれ以上又はこれ以下にしてもよい。

また、前記実施の形態では、海水分解システムについて説明されているが、水と油分とを分離する油分分離システムも、上述の海水分解システムと実質的に同じ構成を有している。すなわち、油分分離システムは、高所から低所に移行するように段階的に且つ互いに連通するように配置され、内部に油分を含んだ水が収容された複数の槽と、前記槽の各々の内部に配置された一対の電極板と、前記槽の各々の略中央を通って配置され、絶縁処理が施された蒸気管とを備え、前記電極板に通電することによって前記槽内の油分を含んだ水を電気分解し、これにより、相対的に比重の軽い油分を相対的に比重の重い水から分離し、かつ、前記蒸気管に高温の蒸気を通して前記蒸気管の周囲の水を加熱することにより、油分の分離を一層促進させる。

油分分離システムは好ましくは、海水分解システムと同様に、前記槽の各々が、上位の槽の油分を多く含んだ水のみを下位の槽に移送させる堰と、上部分と下部分とを分離する隔壁とを有している。

油分分離システムは、牛乳、羊乳等の乳から脂肪分を分離するシステムとして用いることもできる。本発明者が実施した実験によると、牛乳を槽に入れ、電極板に通電したところ、約１時間弱程度で、固形状の脂肪分と液状部分とに分離した。これらのＰＨを測定したところ、固形状の脂肪分はＰＨ３．５、液状部分はＰＨ９．５であった。このようにして、油分分離システムは、チーズ等の乳製品の製造にも利用することができる。

本発明の好ましい実施の形態に係る海水分解システムの平面図である。図１の線２−２に沿った断面図である。図１の線３−３に沿った断面図である。図３の一部を拡大した断面図である。

符号の説明

１０海水分解システム
１２側壁
１４底壁
１６堰
１８隔壁
２０電極板
２２電源
２４蒸気管
２６ボイラ
２８ポンプ
Ｔ₁ 、Ｔ₂ 、Ｔ₃ 海水槽

Claims

海水を分解するためのシステムであって、
高所から低所に移行するように段階的に且つ互いに連通するように配置され、内部に海水が収容された複数の海水槽と、
前記海水槽の各々の内部に配置された一対の電極板と、
前記海水槽の各々の略中央を通って配置され、絶縁処理が施された蒸気管とを備え、
前記電極板に通電することによって前記海水槽内の海水を電気分解し、これにより、比重の重い高塩分濃度のマイナスイオンを含む部分と比重の軽い低塩分濃度のプラスイオンを含む部分とに海水を分離し、かつ、前記蒸気管に高温の蒸気を通して前記蒸気管の周囲の海水を加熱することにより、海水の分離を一層促進させることを特徴とするシステム。
前記海水槽の各々が、上位の海水槽の実質的に上澄み水のみを下位の海水槽に移送させる堰と、上部分と下部分とを分離する隔壁とを有することを特徴とする請求項１に記載のシステム。
油分を含んだ水から油分を分離するためのシステムであって、
高所から低所に移行するように段階的に且つ互いに連通するように配置され、内部に油分を含んだ水が収容された複数の槽と、
前記槽の各々の内部に配置された一対の電極板と、
前記槽の各々の略中央を通って配置され、絶縁処理が施された蒸気管とを備え、
前記電極板に通電することによって前記槽内の水を電気分解し、これにより、相対的に比重の軽い油分を相対的に比重の重い水から分離し、かつ、前記蒸気管に高温の蒸気を通して前記蒸気管の周囲の水を加熱することにより、油分の分離を一層促進させることを特徴とするシステム。
前記槽の各々が、上位の槽の油分を多く含んだ水のみを下位の槽に移送させる堰と、上部分と下部分とを分離する隔壁とを有することを特徴とする請求項３に記載のシステム。
前記蒸気管が、所定の粒径以下の炭化物粒子を水に混入し攪拌して得られるナノカーボン水溶液に、加熱した金属材料を浸漬し、或いは、加熱した金属材料にナノカーボン水溶液を吹付け又は塗布する処理を所定回数繰り返すことによって提供される金属材料で形成されていることを特徴とする請求項１から４までのいずれか１項に記載のシステム。
海水を分解するための方法であって、
海水を電気分解して、比重の重い高塩分濃度のマイナスイオンを含む部分と比重の軽い低塩分濃度のプラスイオンを含む部分とに海水を分離し、かつ、海水の一部を加熱することにより、海水の分離を一層促進させることを特徴とする方法。
油分を含んだ水から油分を分離するための方法であって、
油分を含んだ水を電気分解して、相対的に比重の軽い油分を相対的に比重の重い水から分離し、かつ、水の一部を加熱することにより、油分の分離を一層促進させることを特徴とする方法。